Dwarf-Galaxy Cosmology
矮星系提供了机会,通过观察我们的“宇宙后院”-本星系群及其附近来推断早期宇宙的过程。这份开放获取期刊《天文学进展》的特刊是矮星系宇宙学当前最新技术的快照。
2010-04-07 astro-ph.CO
Can Assembly Bias Explain the Lensing Amplitude of the BOSS CMASS Sample in a Planck Cosmology?
在本文中,我们研究了星系组装偏差是否可以调和Leauthaud等人(2017)报道的BOSS CMASS星系样本中观测到的星系投影聚类信号和星系-星系透镜信号之间20-40%的差异。我们使用的套件AbacusCosmos Lamda-CDM模拟普朗克最佳拟合宇宙学和两个灵活的实现扩展的晕占据分布(HOD)模型,将星系组装偏差建立正向模型,并产生联合拟合所观察到的星系聚类信号和星系-星系透镜信号。我们发现,我们的模型使用标准的HOD没有任何组件的偏见概括继续显示出20-40%的预测过度观察到的星系星系透镜信号。我们发现,我们的星系组装偏差的实现不调和在普朗克最佳拟合宇宙学的两个测量。事实上,尽管将星系组装偏差,卫星分布参数和卫星速度偏差参数纳入我们的扩展HOD模型中,我们的拟合仍然强烈表明观测到的投影聚类和星系-星系透镜测量之间存在31-34%的差异。其他星系组合偏置模型、其他宇宙学参数或重子效应的组合是否能解释两个信号之间的振幅差异,还有待观察。
2020-03-09 astro-ph.CO
Cosmology-dependent covariance in galaxy cluster number counts: consequences for parameter inference
Universidade de Brasília(巴西利亚大学);Universidade Estadual de Londrina(朗德里纳州立大学)
研究星系团计数似然中协方差固定假设对宇宙学参数估计的影响,发现固定协方差会显著高估或低估置信区间,但参数估计无偏,单次协方差更新可恢复正确不确定性。
2026-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
NIKA2 Performance and Cosmology Program with Galaxy Clusters
NIKA 2是安装在西班牙内华达山脉IRAM 30米望远镜上的数千个动态电感探测器(KID)的双波段毫米相机。仪器调试于2017年9月完成,NIKA 2现已向科学界开放,并将在未来十年内运行。NIKA 2具有良好的仪器设计和性能,可以生成高分辨率的Sunyaev-Zel'dovich(SZ)热效应图,这些图朝向中等和高红移的星系团。此外,它受益于一个有保证的时间大计划,致力于通过SZ映射星系团的代表性样本,其中包括X射线的后续行动。SZ大型计划的主要预期输出是对压力剖面红移演化和质量可观测关系的约束。作为SZ大型计划的一部分,用NIKA 2绘制了第一张星系团的SZ地图。我们发现一个相当大的影响集群内介质动态的综合SZ观测。这表明NIKA 2能够精确描述质量-可观测关系,这是精确宇宙学和星系团所必需的。
2018-09-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simultaneous measurement of cosmology and intrinsic alignments using joint cosmic shear and galaxy number density correlations
宇宙剪切是一种强有力的方法来约束宇宙学,只要任何系统的影响是在控制之下。如果不考虑星系的内在排列,预计会严重影响参数估计。我们探索了对层析星系椭圆率、星系数密度和椭圆率-数密度互相关进行联合分析的潜力,以同时约束宇宙学并自校准未知的内在排列和星系偏差贡献。我们把内在的路线和星系的偏见作为自由函数的规模和红移和边缘化的结果参数集。宇宙学的约束条件是通过结合星系椭圆率和星系数密度之间所有两点相关性的可能性来计算的。这些计算所需的信息已经可以在标准的宇宙剪切数据集中获得。我们包括贡献这些功能从宇宙剪切,内在的路线,星系集群和放大效应。在Fisher矩阵分析中,我们将我们的约束与那些在没有内在排列的情况下仅来自宇宙剪切的约束进行比较。对于一个潜在的未来大面积的调查,如欧几里得,额外的关联函数的额外信息可以弥补额外的自由参数的内在排列和星系的偏见条款,这取决于模型的灵活性。例如,暗能量特别工作组的优值即使在超过100个自由参数被边缘化的情况下也能恢复。我们发现,红移的质量要求是类似的计算在没有内在的路线。
2010-11-29 astro-ph.CO
Cosmology with X-RAY galaxy cluster surveys ?
本演讲回顾了在X射线波段使用星系团数计数的科学动机,潜在的困难和宇宙学的最新进展。我们的正演模拟方法表明,许多实际和概念上的缺点,现在可以克服。我们介绍了XMM-XXL调查的最新结果。下一步是将人工智能技术应用于模拟。这使我们能够绕过不必要的复杂的缩放关系形式主义。净收益是显着减少自由参数的数量,并提供直接访问宇宙学参数和真正的物理成分,如活动星系核反馈。通过这种方式,我们实现了没有明确的集群质量计算的集群宇宙学。
2022-05-11 astro-ph.CO
Primordial power spectrum and cosmology from black-box galaxy surveys
我们提出了一种新的,无似然性的方法来推断原始物质的功率谱和宇宙学参数从任意复杂的星系调查的前向模型,所有相关的统计数据可以从数值模拟,即黑盒子。我们的方法,我们称之为模拟器扩展的似然自由推理(SELFI),建立在近似贝叶斯计算使用一种新的有效的可能性,并在扩展点周围的黑盒模型的线性化。因此,我们得到简单的“过滤器方程”的原始功率谱的有效后验,和宇宙学参数推断的一个简单的计划。我们证明了工作量是计算上易处理的,固定的先验,和完美的并行。作为概念的证明,我们将我们的框架应用于一个现实的合成星系调查,数据模型占物理结构的形成和不完整和嘈杂的星系观测。在这样做时,我们表明,使用非线性数值模型允许星系的功率谱被安全地安装到至少$k_\mathrm{max} = 0.5$ $h$ /Mpc,优于国家的最先进的后向建模技术的一个因素的$\sim 5$在使用的模式的数量。其结果是一个无偏的推断的原始物质的功率谱在整个范围内的尺度考虑,包括高保真重建的重子声学振荡。它转化为宇宙学参数的无偏和鲁棒的推断。我们的研究结果铺平了道路,轻松应用的似然自由模拟为基础的宇宙学推理。我们已经在http://pyselfi.florent-leclercq.eu上公开了我们的代码pySELFI和我们的数据产品。
2019-10-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmology from one galaxy in a void?
该研究探讨了如何选择单一星系进行宇宙学推断,发现位于宇宙空洞中的星系相比随机选择的星系能对 $Ω_\mathrm{m}$ 提供更强的约束,表明空洞星系特征有助于更有效地提取宇宙学信息。
2024-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on Cosmology and Baryonic Feedback with the Deep Lens Survey Using Galaxy-Galaxy and Galaxy-Mass Power Spectra
我们提出了宇宙学参数测量深透镜巡天(DLS)使用星系质量和星系-星系功率谱的多极范围$\ell=250\sim2000$。我们测量了以$z\sim0.27$和$0.54$为中心的两个透镜仓的星系-星系功率谱和星系-质量功率谱,通过互相关的方法测量了这两个透镜仓中星系的位置与以$z\sim0.64$和$1.1$为中心的两个源仓中星系的形状。我们边缘化的重子反馈过程中使用的单参数表示和中微子质量的总和,以及光度红移和剪切校准系统的不确定性。对于一个平坦的$Λ$ CDM宇宙学,我们确定了$S_8\equivσ_8\sqrt{Ω_m/0.3}=0.810^{+0.039}_{-0.031}$,与我们以前的DLS宇宙剪切和普朗克宇宙微波背景(CMB)的测量结果很好地一致。在没有重子反馈边缘化的情况下,由于活动星系核(AGN)的反馈,只有暗物质的功率谱在最高$\ell$处没有抑制,$S_8$降低了$\sim0.05$.结合普朗克CMB测量,我们将重子反馈参数限制为$A_{baryon}=1.07^{+0.31}_{-0.39}$,这表明一个有趣的可能性,即活动星系核的实际反馈可能比OWLS模拟中使用的方法更强。这种解释受到重子反馈模拟的有效性和效应的单参数表示的限制。
2018-11-23 astro-ph.CO
The Importance of Being Interpretable: Toward An Understandable Machine Learning Encoder for Galaxy Cluster Cosmology
我们提出了一种深度机器学习(ML)方法来约束宇宙学参数与星系团的多波长观测。ML方法有两个组成部分:一个编码器,它构建每个星系团的压缩表示,以及一个灵活的CNN,用于从星系团样本中估计宇宙学模型。它是在从Magneticum模拟建立的模拟星团目录上训练和测试的。从模拟的目录,ML方法估计的物质波动,sigma_8,在大约预期的理论极限的振幅。更重要的是,深度ML方法可以被解释。我们提出了三种解释ML技术的方案:用于评估聚类重要性的留一法,用于评估特征重要性的平均显着性,以及用于理解ML技术是否可以安全地应用于观测数据的简洁层中的相关性。这些解释计划导致发现了一个以前未知的自校准模式的流量和体积有限的集群调查。我们描述了这种新的模式,它使用集群质量PDF的振幅和峰值作为锚质量校准。我们引入术语“过度专业化”来描述机器学习的天文应用中的一个常见陷阱,其中ML方法学习模拟特定的细节,我们展示了如何使用精心构建的架构来检查这种系统误差的来源。
2021-12-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmology from Large Populations of Galaxy-Galaxy Strong Gravitational Lenses
本文构建层级模型,联合爱因斯坦半径与恒星动力学质量估计,利用上万个星系-星系强透镜同时约束透镜总体与暗能量状态参数w,并在现有样本上验证。
2023-07-18 astro-ph.CO
Cosmology with Tully-Fisher HI Galaxy Surveys
Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文学与空间科学研究所);University of Queensland(昆士兰大学);IFPU -- Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);University of Hertfordshire(赫特福德大学);University of Manchester(曼彻斯特大学);University of Western Cape(西开普敦大学)
本文探讨SKAO通过Tully-Fisher关系进行HI星系巡天在宇宙学中的应用,特别是本动速度测量,并比较现有数据与SKA-Mid阵列的预测。
2026-06-25 astro-ph.CO
Inverse Galaxy-Galaxy Lensing: Magnification, Intrinsic Alignments and Cosmology
本文提出逆星系-星系透镜(IGGL)方法,利用透镜星系位于源星系之后的新配置,证明其可在不依赖星系偏袒的情况下独立约束宇宙学,并有效探测高红移内禀取向和重子效应。
2024-10-01 astro-ph.CO
Dark MaGICC: the effect of Dark Energy on galaxy formation. Cosmology does matter
我们提出了Dark MaGICC项目,旨在通过流体动力学宇宙学模拟研究暗能量(DE)模型对星系形成的影响。Dark MaGICC包括四个动态暗能量场景,具有时变状态方程,其中一个具有自相互作用的Ratra-Peebles模型。在每一种情况下,我们模拟三个星系的高分辨率使用平滑粒子流体动力学(SPH)。重子物理模型与MaGICC项目中使用的重子物理模型相同,我们只改变了背景宇宙学。我们发现,暗能量参数化有一个令人惊讶的重要影响星系的演化和星系的结构特性在z=0,在与纯Nbody模拟的预测形成鲜明对比。不同的背景演化可以(取决于DE状态方程的行为)增强或淬灭恒星形成相对于LCDM模型,在一个类似的水平上的变化的恒星反馈参数化,具有强烈的影响最终的星系旋转曲线。虽然整体恒星反馈仍然是塑造星系的驱动力,我们表明,暗能量参数化的影响比以前认为的起着更大的作用,特别是在较低的红移。因此,必须考虑暗能量参数化对星系形成的影响,特别是在精确宇宙学时代。
2014-01-14 astro-ph.CO
The gas depletion factor in galaxy clusters: implication from Atacama Cosmology Telescope Polarization experiment measurements
气体损耗因子$γ(z)$,即,气体质量分数与星系团宇宙平均重子分数的平均比值,在气体质量分数测量的宇宙学应用中起着非常重要的作用。利用阿塔卡玛宇宙望远镜(ACT)偏振实验观测到的182个星系团的最新星表,采用一种新的与宇宙学无关的方法研究了$γ(z)$可能的红移演化.该方法是基于非参数重建使用的测量哈勃参数从宇宙计时器。与流体动力学模拟的常数损耗因子不同,我们的结果揭示了$γ(z)$随红移而减小的趋势。这一结果是支持的参数模型拟合,以及减少ACTPol样本和ACT编译中报告的91 SZ集群的替代样本的计算。讨论可能的系统效应留下了一个悬而未决的问题的有效性的经验关系$M_{tot}$ - $f_{gas}$非常接近的集群。这些结果可能为探索星系团大半径范围内的热气体成分及其随红移的可能演化铺平了道路,这将在即将到来的X射线/SZ星系团巡天中在更大的星系团样本上进一步研究。
2019-07-15 astro-ph.CO
Influence from cosmological uncertainties on galaxy number count at faint limit
利用大范围巡天观测计算星系数密度,已被广泛应用于揭示不同类型星系演化规律的研究中。正如直观地理解的那样,天体物理学环境物理学被暗示受宇宙学先验的影响,具有理论估计,反之亦然,或者简单地说,天体物理学效应耦合相应的宇宙学观测或向后的方式。本文试图量化宇宙学中的不确定性对微弱光度极限下星系数密度预测的影响,以及这些不确定性对星系演化探测的模糊程度,希望这一尝试能为未来精确的物理宇宙学研究提供帮助,反之亦然
2015-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with one galaxy: An analytic formula relating $Ω_{\rm m}$ with galaxy properties
New York University(纽约大学);City University of New York(纽约市立大学);Flatiron Institute(平顿研究所);Princeton University(普林斯顿大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
本文提出一个解析公式,将物质密度参数Ω_m与星系尺度观测量直接关联,通过符号回归发现该公式能稳健地恢复不同模拟套件中的Ω_m,提供引力势深度调控的星系性状解释。
2026-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tension between HST/JWST and $Λ$CDM Cosmology, PBH, and Antimatter in the Galaxy
本文提出大质量原初黑洞(PBH)在极早期宇宙中播种星系和类星体形成,从而解决JWST和HST数据与标准$Λ$CDM宇宙学之间的张力,并预测了与观测一致的PBH质量谱和银河系反物质丰度。
2025-08-12 astro-ph.CO
Cosmology dependence of galaxy cluster scaling relations
星系团的丰度与质量和红移的函数关系是一个著名的强有力的宇宙学探测,它依赖于质量可观测关系(MOR)的基本模型假设。一些MOR参数可以直接从多波长观测中得到,如参考宇宙学的归一化、质量斜率、红移演化和内禀散射。然而,MORs的宇宙学依赖性不能单独用多波长观测来测试。我们使用{ \tt Magneticum}模拟来探索星系团标度关系的宇宙学依赖性。我们运行了15个不同的流体动力学宇宙学模拟$Ω_m$,$Ω_b$,$h_0$和$σ_8$(围绕参考宇宙学模型)。考虑的MOR是气体质量,重子质量,气体温度,$Y$和速度色散作为维里质量的函数。我们验证的质量和红移斜率和内在的散射MORs是几乎独立的宇宙学的变化显着小于目前的观测不确定性。结果表明,在$h_0$上,气体质量和重子质量只敏感地依赖于重子分数、速度色散和气体温度,而$Y$同时依赖于重子分数和$h_0$ .我们调查的宇宙学意义上的MOR参数化的模拟目录创建一个理想化的eROSITA样实验。我们表明,我们的参数化引入了强烈的宇宙学参数和MOR的归一化之间的简并。最后,在不同的过密度($Δ_{500c}$),X射线测辐射热气体光度,并为不同的次网格物理处方的参数约束在附录中显示。
2020-04-11 astro-ph.CO
Path Integral Marginalization for Cosmology: Scale Dependent Galaxy Bias & Intrinsic Alignments
我们提出了一个路径积分似然形式主义,扩展参数化似然分析,包括连续函数。该方法在高斯分布函数空间的假设下,找到函数空间中的极大似然点,并对所有可能的函数进行边缘化。我们应用我们的方法来消除未知的系统功能的问题,在两个热点问题的暗能量研究:尺度依赖的星系偏置在红移调查和星系内在的宇宙剪切调查的路线。我们发现,尺度依赖的星系偏差将降低宇宙学参数的信息,除非偏差函数的分数方差是已知的10%。测量和去除宇宙剪切测量中的固有排列,可以将暗能量品质因数减少20%,但是,如果已知尺度和红移依赖性优于10%,高斯先验,暗能量品质因数可以增强两倍,没有额外的假设。
2010-05-12 astro-ph.CO
Constraining cosmology using galaxy position angle-only cosmic shear
我们调查宇宙学参数推断从现实的模拟弱透镜图像数据,只使用星系的位置角,而不是全椭圆信息。我们表明,输入剪切场可以准确地重建源星系位置角的统计数据,从这些剪切场,我们可以成功地恢复功率谱和推断输入宇宙学。本文建立在以前的工作角度只有弱透镜估计的方法来处理变量和各向异性PSF卷积和可变剪切场。以前的工作采用了加权方案来降低与PSF对齐的源对剪切估计的贡献。这项工作消除了通过将它们与由$90^{\circ}$旋转的PSF图像进行卷积来降低源权重的需要。假设我们有可靠的PSF图像,我们证明了这成功地消除了PSF卷积引起的旋转。我们发现,我们可以准确地恢复输入剪切信号从一个模拟的第三阶段弱透镜数据集,只使用的位置角内的整体比例因子,和比例因子可以确定使用宇宙学独立的模拟与噪声,星系,和PSF属性相匹配的观察到的数据集。然后,我们证明,我们可以约束宇宙学参数,使用角度剪切估计与约束力相比,使用当前最先进的形状测量技术,提供完整的椭圆度信息。
2019-10-29 astro-ph.CO
Dark standard siren cosmology with bright galaxy subsets
Ghent University(根特大学)
本文研究了仅使用明亮星系子集提高暗标准 sirens 测定哈勃常数精度的可行性,展示了通过引力波观测与星系目录结合,可提升 H0 估计精度达 80%,并为未来引力波宇宙学研究奠定基础。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Cluster cosmology with anisotropic boosts: Validation of a novel forward modeling analysis and application on SDSS redMaPPer clusters
提出一种正向建模星系团丰度、弱透镜和聚集的宇宙学分析方法,引入各向异性增强模型,在SDSS redMaPPer星系团上验证发现支持低Ωm和高σ8,但与其他CMB/LSS结果不一致。
2023-04-01 astro-ph.CO
Multiprobe cosmology forecasts from halo-occupation-distribution-based forward modeling of galaxy and void statistics
Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图尔德天文台);Department of Physics, University of Arizona(亚利桑那大学物理系);Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所,粒子与宇宙学中心);Department of Astrophysical Sciences, Peyton Hall, Princeton University(普林斯顿大学天体物理学系);Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität(慕尼黑大学天文台,慕尼黑大学物理学院)
本研究结合宇宙空洞与星系的多类统计量,通过含装配偏置的HOD正向建模,预测DESI第5年数据可实现高精度宇宙学参数约束,打破星系-暗晕关联与宇宙学的参数简并。
2026-08-13 astro-ph.CO
Multiplicative errors in the galaxy power spectrum: self-calibration of unknown photometric systematics for precision cosmology
我们开发了一个一般的方法来“自我校准”观测星系团与光度校准误差相关的系统学。我们首先指出校准误差的倍增效应所带来的危险,其中大角度误差传播到小尺度,即使大尺度信息被清理或不用于宇宙学分析,也可能是显著的。然后,我们提出了一种方法来测量任意大尺度的校准误差,并使用这些测量来纠正小尺度(高多极)的权力,这是最有用的约束大多数宇宙学参数。我们证明了我们的方法的有效性合成的例子,并简要讨论了它如何可以应用到实际数据。
2015-02-23 astro-ph.CO
Galaxy size trends as a consequence of cosmology
我们表明,最近记录的星系大小与质量和红移的趋势,可以理解的基本宇宙演化的影响方面,一个整体的观点,这是互补的解释涉及到积累的谨慎的演化过程作用于个别对象。使用标准的宇宙学理论,从千年模拟的结果支持,我们得到预期的崩溃的宇宙结构的大小趋势,强调这些趋势和组装路径的个别地区之间的重要区别。然后,我们认为,所观察到的这些结构的恒星质量含量的变化可以理解为一阶的冷却和反馈的自然限制。但是,虽然这些相对质量的数量级不同,星系和主机半径已被发现线性相关。我们解释了这两个方面将如何导致星系的大小,密切关注观察到的趋势和它们的演变,直接与COSMOS和SDSS调查比较。因此,我们的结论是,所观察到的最小半径的星系,在大小的演变趋势作为质量的函数的中间系统,和所观察到的大质量星系的大小的增加,都可以被认为是宇宙膨胀的一个新兴的后果。
2014-05-08 astro-ph.CO
Galaxy clusters as probes for cosmology and dark matter
近年来,在通过广域测量,特别是利用Sunyaev-Zel 'dovich(SZ)效应,建立低和高红移的新星系团样本方面取得了重大进展。一个大的努力正在进行中,以确定和表征这些新的系统与光学/近红外和X射线设施,从而开辟新的途径来约束宇宙学模型,使用结构生长和几何测试。对星系团的普查对再电离机制和时代提出了限制,这需要与最近宇宙微波背景(CMB)实验对再电离光学深度的限制相协调。SZ效应测量的未来进展将包括(明确)直接测量运动学SZ效应的可能性,建立一个更大的能够研究高红移宇宙的星系团目录,并使(空间)解决星系团地图,甚至光谱能力(光谱)解决SZ效应的相对论修正。
2018-02-01 astro-ph.CO
Galaxy-Scale Strong Lensing Tests of Gravity and Geometric Cosmology: Constraints and Systematic Limitations
银河系尺度的强引力透镜与测量恒星速度色散允许测试的弱场度量的千秒差距尺度和宇宙学距离红移关系的几何测量,提供了透镜星系的质量动力学结构可以独立约束到一个足够的程度。我们将斯隆透镜ACS巡天中53个星系尺度强透镜的数据与一组动机良好的透镜-星系参数基准相结合,发现(1)后牛顿参数γ = 1.01 +/- 0.05的约束条件和(2)在平坦宇宙假设下确定Omega_Lambda = 0.75 +/- 0.17。这些约束条件假设基础观测和先验不含系统误差。我们评估了这些结果对系统不确定性的敏感性:(1)总质量剖面形状,(2)速度各向异性,(3)光剖面形状,和(4)恒星速度色散。基于这些敏感性,我们的结论是,虽然这样的强透镜样品在原则上可以提供一个重要的工具,用于测试广义相对论和宇宙学,他们不太可能产生精确的测量伽玛和欧米茄_λ,除非透镜星系的属性是独立的约束,大大高于目前的精度。
2009-12-01 astro-ph.CO
The impact of systematic uncertainties in N-body simulations on the precision cosmology from galaxy clustering: a halo model approach
暗物质N体模拟提供了一个强有力的工具来模拟星系的聚集,并帮助解释星系红移调查的结果。然而,从N体模拟预测的星系性质并不一定代表观测到的星系种群;例如,理论上的不确定性来自N体模拟中重子的缺失。在这项工作中,我们评估如何在N体模拟的不确定性影响宇宙学参数推断星系红移调查。应用晕模型框架,我们发现星系在模拟红移空间畸变时的速度偏差可能是系统偏差的主要来源。对于像BigBOSS这样的深度、广度调查,目前速度偏差的10%不确定性将k_max限制在0.14 h/Mpc。与此相反,我们发现,相关的密度分布和星系占领统计的不确定性导致相对不显著的系统偏差。因此,从观测和模拟中准确校准速度偏差的能力可能会为可用于从星系团推断宇宙学信息的最小长度尺度设定最终限制。
2013-07-27 astro-ph.CO
Full-shape cosmology analysis of SDSS-III BOSS galaxy power spectrum using emulator-based halo model: a $5\%$ determination of $σ_8$
对SDSS-Ⅲ BOSS DR 12星系表中的4个星系样本在$0.2 < z < 0.75$上进行了红移空间功率谱的全形宇宙学分析。对于理论模板,我们使用一个仿真器,这是建立在一个合奏集的$N$体模拟,这使得快速和准确的计算红移空间的功率谱晕。结合晕占据分布来模拟晕-星系的联系,我们可以在平坦的$Λ$ CDM宇宙学中计算类BOSS星系的红移空间功率谱。在我们的宇宙学推断中,我们使用功率谱图,四极和十六极,并包括7个讨厌的参数来模拟每个星系样本的晕星系连接的不确定性,但不使用任何信息的丰富的星系。我们证明了我们的分析管道使用模拟目录的BOSS-类星系,使用不同的配方的晕星系连接,包括组装偏置效应产生的验证。假设弱先验宇宙学参数,除了$Ω_{\rm b}h^2$和$n_{\rm s}$,我们表明,我们的模型很好地再现了BOSS功率谱。包括功率谱信息的$k_{\rm max}=0.25\,h{\rm Mpc}^{-1}$,我们发现$Ω_\mathrm{m}=0.301^{+0.012}_{-0.011}$,$H_0=68.2 \pm 1.4~\mathrm{km\,s}^{-1}\mathrm{Mpc}^{-1}$,和$σ_8=0.786^{+0.036}_{-0.037}$,为模式和68\%的可信区间,边缘化后的滋扰参数。我们发现,由于散粒噪声的支配和边缘化的晕星系连接参数的最大波长$…
2022-03-11 astro-ph.CO
Secular evolution of galaxies and galaxy clusters in decaying dark matter cosmology
如果宇宙中的暗物质扇区是由亚稳粒子组成的,那么星系和星系团将经历从高红移到低红移的重大长期演化。我们表明,衰变的暗物质,与宇宙学的约束兼容的寿命,可以在观察到的圆盘星系的塔利-费舍尔关系的演变的起源,并减轻椭圆星系的大小演变的问题,同时符合目前的观测约束的气体部分的星系团。
2009-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Simulation-based marginal likelihood for cluster strong lensing cosmology
观测到的和预测的星系团的强透镜性质之间的比较已经被常规地用来声称与$Λ$ CDM宇宙学的张力或一致性。然而,此类宇宙学测试的标准方法无法量化一种宇宙学相对于另一种宇宙学的偏好。我们主张使用基于以下汇总统计量的边际似然来近似相关贝叶斯因子:爱因斯坦半径和集群质量之间的标度关系参数的后验概率分布函数,$α$和$β$。我们证明,第一次,使用X射线选择$z>0.5$ MACS集群作为一个例子,并采用N-体和流体动力学模拟集群的边缘可能性估计的方法。我们调查的不确定性,在这个估计和相应的能力,比较竞争的宇宙学,所产生的重子过程的不完整的描述,在集群选择标准,红移分布,和动力学状态的差异。不同密度下三轴星系团质量之间的关系为强透镜检验提供了一种有希望的替代方法。
2017-09-01 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Evolution of the Deterministic Collapse Barrier of the Field Clusters as a Probe of Cosmology
位于低密度环境中的场团的坍缩势垒$δ_{c}$是确定性的,而不是扩散性的,这与位于超团中的壁对应物不同。通过分析包括标准$Λ$ CDM宇宙学在内的11种不同宇宙学的Mira-Titan模拟数据,研究了场团的确定性坍缩势垒的演化及其对背景宇宙学的依赖性.无论背景宇宙学如何,确定性$δ_{c}$都表现出一种普遍的行为,即在$z=0$处具有比爱因斯坦-德西特球形坍缩势垒高度$δ_{sc}=1.686$更高的值,但随着$z$的增加,暗能量的优势逐渐减弱,逐渐收敛到$δ_{sc}$。然而,在不同的宇宙学中,它的收敛速度以及$δ_{c}=δ_{sc}$的临界红移$z_{c}$存在着显著的差异。表明收敛速度和临界红移甚至可以区分产生几乎相同的线性增长因子和集群质量函数的简并宇宙学,我们认为,场集群的确定性坍缩势垒的演化应该是一个强大的宇宙学的补充探针。
2019-12-17 astro-ph.CO
Gravitational Theory of Cosmology, Galaxies and Galaxy Clusters
修正的引力理论解释了早期宇宙和晚期宇宙学,星系和星系团动力学。修正的引力理论(MOG)扩展了广义相对论(GR)三个额外的自由度:标量场$G$,增强牛顿引力常数$G_N$的强度,引力,自旋1的矢量引力子场$ϕ_μ$,以及超轻自旋1引力子的有效质量$μ$。对于$t < t_{\rm rec}$,其中$t_{\rm rec}$表示复合和再电离的时间,矢量引力子的密度$ρ_ϕ> ρ_b$,其中$ρ_b$是重子的密度,而对于$t > t_{\rm rec}$,我们有$ρ_b > ρ_ϕ$。物质密度由$Ω_M=Ω_b+Ω_ϕ+Ω_r$参数化,其中$Ω_r=Ω_γ+Ω_ν$。对于由普朗克合作组得到的宇宙学参数值,CMB声振荡功率谱、偏振和透镜数据可以像$Λ$ CDM模型那样拟合。当重子密度$ρ_b$主导晚期宇宙时,MOG解释了星系旋转曲线,星系团的动力学,星系透镜和星系团物质功率谱没有主导暗物质。
2020-01-02 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy alignments: Observations and impact on cosmology
星系的形状并不是随机的,而是以一种依赖于形成环境、历史和星系类型的方式统计排列的。因此,研究星系的排列可以提供有关星系形成和演化以及宇宙结构生长的物理学的重要信息。在这篇评论文章中,我们总结了星系排列的关键测量,按星系类型,规模和环境划分。我们还涵盖了必要的统计和形式主义,以了解文献中的观察。随着弱引力透镜作为宇宙学精确探测器的出现,星系排列变得更加重要,因为它们可以模拟宇宙剪切,即大尺度结构对观测到的星系形状的引力透镜效应。这使得星系排列,通常被称为内在排列,在弱透镜研究中是一个重要的系统效应。我们量化的影响,内在的路线宇宙剪切调查和完成审查实际的缓解技术,试图消除污染的内在路线。
2016-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology with one galaxy?
星系可以用许多内部性质来表征,如恒星质量、气体金属丰度和恒星形成速率。我们量化的宇宙学和天体物理学的信息量,个别星系的内部属性和他们的主机暗物质晕包含。我们使用来自CAMELS项目的2,000个最先进的流体动力学模拟的数十万个星系进行训练神经网络,以不同的宇宙学和天体物理学模型对宇宙学和天体物理学参数的值进行无似然推理。我们发现,了解单个星系的内部属性可以让我们的模型在固定的$Ω_{\rm b}$上以$\sim10\%$精度推断出$Ω_{\rm m}$的值,而不能对$σ_8$施加任何约束。我们的结果适用于任何类型的星系,中央或卫星,大质量或矮,在所有考虑红移,$z\leq3$,他们纳入天体物理学的不确定性,在CAMELS建模。然而,我们的模型是不强大的亚网格物理学的变化,由于两个考虑模型印记星系属性的巨大内在差异。我们发现恒星质量、恒星金属丰度和最大圆速度是决定$Ω_{\rm m}$值的最重要的星系性质。我们相信,我们的结果可以解释考虑到$Ω_{\rm m}$值的变化,或潜在的$Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m}$,影响星系的暗物质含量。这种效应在星系性质上留下了一个明显的特征,而这一特征是由星系过程引起的。我们的研究结果表明,低维流形托管星系属性提供了一个紧密的直接联系宇宙学和天体物理学。
2022-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Precision cosmology with a combination of wide and deep Sunyaev-Zeldovich cluster surveys
我们展示了Sunyaev-Zel'dovich聚类调查的婚礼蛋糕设计的优势。我们表明,通过划分成一个广泛的和深入的调查集群调查,基本上可以恢复宇宙学的信息,将被稀释在一个单一的调查相同的持续时间,由于在我们的集群物理的理解的不确定性。深度和广度调查的参数简并方向略有不同,将它们结合起来可以有效地打破这些简并。具有数千个集群的可变深度调查在约束宇宙学参数方面与具有更大集群样本的单一深度调查一样有效。
2010-08-18 astro-ph.CO
Cosmology with galaxy-galaxy lensing on non-perturbative scales: Emulation method and application to BOSS LOWZ
我们描述我们的非线性仿真(即,内插)框架,结合了晕占据分布(HOD)星系偏差模型与$N$ -身体模拟的非线性结构形成,旨在准确预测投影集群和星系星系透镜信号从明亮的红色星系(LRG)的红移范围$0.16 < z < 0.36$上的共同运动尺度$0.6 < r_p < 30$ \hMpc。对于所考虑的所有尺度,在整个物理上合理的参数范围内,插值精度为$\lesssim 1-2$ %。我们正确地恢复的真实值的宇宙学参数$S_8 = ({σ_8}/{0.8228}) ({Ω_{\text{m}}}/{0.3107})^{0.6}$通过subhalo丰度匹配(SHAM)为基础的光锥设计近似匹配的SDSS LOWZ星系样本的属性产生的模拟测量。应用我们的模型重子振荡光谱巡天(BOSS)数据发布14(DR 14)LOWZ星系成团和星系剪切互相关测量与斯隆数字巡天(SDSS)数据发布8(DR 8)成像,我们进行了原型宇宙学分析边缘化的$w$ CDM宇宙学参数和星系HOD参数。在$3.5σ$张力下,我们得到了$S_8 = 0.847 \pm 0.037$的4.4%的测量值,与$1.00 \pm 0.02$的普朗克宇宙学结果一致。我们讨论了可能被低估的系统不确定性或天体物理效应,可以解释这种差异。
2019-12-04 astro-ph.CO
The Blanco Cosmology Survey: An Optically-Selected Galaxy Cluster Catalog and a Public Release of Optical Data Products
布兰科宇宙学巡天是4波段(格利兹)光学成像巡天,覆盖南部天空约80平方度。巡天由两个区域组成,大致以(RA,DEC)=(23 h,-55 d)和(5 h 30 m,-53 d)为中心,成像设计为达到足以探测红移为1的L* 星系的深度。本文介绍了巡天数据的处理、定标源星表的建立和恒星与星系分离的新方法。我们通过识别红序星系的空间过密度来搜索z< 0.75的星系团。我们报告的坐标,红移,光学丰富度,λ,为764个检测到的星系团在z < 0.75。这个样本,其中>85%是新发现的,具有0.52的中值红移和16.4的中值丰度λ(0.4L*)。随着本文的发布,我们还发布了数据产品,包括缩小的图像和校准的源目录。这些产品可在http://data.rcc.uchicago.edu/dataset/blanco-cosmology-survey上获得。
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology from cross correlation of CMB lensing and galaxy surveys
近年来,宇宙微波背景(CMB)与其它大尺度结构(LSS)示踪剂的互相关效应被用来探测CMB透镜效应。目前的实验也变得足够灵敏,可以在没有辅助示踪剂的帮助下测量CMB透镜效应。随着数据质量的迅速提高,有人建议CMB透镜-LSS互相关可以为描述宇宙学结构增长的参数提供新的见解。在这项工作中,我们进行预测,结合透镜潜在的自功率谱从各种未来的CMB实验,星系的星系功率谱从星系调查,以及两者之间的交叉功率谱,边缘化的一些银河系和非银河系的宇宙学参数。我们发现,CMB透镜-LSS互相关包含了重要的参数,如红移分布和LSS示踪剂的偏见的信息。我们还发现,互相关信息将导致独立的宇宙学参数,如中微子质量和再电离光学深度的探针。
2013-11-04 astro-ph.CO
Cosmology with Galaxy Clusters
本文综述星系团宇宙学的最新进展,涵盖多波段探测、WL质量校准、选择函数与MOR建模,以及星系团丰度对 $Ω_{\ m m}$ 和 $σ_8$ 的约束结果。
2025-05-12 astro-ph.CO
Why are we still using 3D masses for cluster cosmology?
星系团的丰度对物质分布的后期演化非常敏感,因为星系团形成于密度最高的峰值。然而,3D集群质量不能推断出没有反投影的观测,引入模型依赖的偏见和不确定性,由于假设和真实的集群密度分布和忽视的问题沿视线之间的不匹配。由于投影孔径质量可以直接测量模拟和观测通过弱透镜,我们认为,它们更适合于集群宇宙学。使用米拉-泰坦套件的重力模拟,我们表明,光圈群众强烈相关的三维晕群众,虽然与大的内在散射由于沿视线的物质分布的变化。尽管如此,孔径质量可以测量$\approx 2-3$倍更精确地从观察,因为他们不需要假设的密度分布,只受形状噪声在弱透镜测量。我们直接用高斯过程模拟孔径质量函数的宇宙学依赖性。在观测立体角和红移间隔一定的情况下,比较了孔径质量函数和三维晕质量函数的宇宙学灵敏度,发现$Ω_\mathrm{m}$和$w_a$的孔径质量灵敏度较高,$σ_8$、$n_\mathrm{s}$和$w_0$的孔径质量灵敏度相近,而$h$的孔径质量灵敏度稍低。通过仔细校准的孔径质量函数仿真器,星团宇宙学分析可以直接使用星团孔径质量,降低对模型相关质量校准偏差和不确定性的敏感性。
2022-06-14 astro-ph.CO
Cosmology with the SZ spectrum: measuring the Universe's temperature with galaxy clusters
星系团中的热气体通过Sunyaev-Zel'dovich(SZ)效应在宇宙微波背景(CMB)中产生一种独特的光谱畸变。SZ的光谱特征可用于测量团簇红移处的CMB温度($T_{\rm CMB}(z)$),并抑制CMB光谱的y型光谱畸变。在这项工作中,我们开始显示的$T_{\rm CMB}(z)$的测量样本提取的第二个目录的星系团由普朗克(PSZ 2)和包含75个集群选择CHEX-MATE。然后,我们通过SZE的频谱展示了未来CMB实验对CMB频谱y型频谱失真单极子约束的预测。
2021-11-05 astro-ph.CO
The Galaxy-Dark Matter Connection: A Cosmological Perspective
我们提出了一种方法,利用观测的星系,同时约束宇宙学参数和星系-暗物质连接(又名晕占领统计)。后者描述了星系是如何分布在暗物质晕上的,是对星系形成物理学知之甚少的一个印记。用星系来约束宇宙学的一个普遍问题是,星系是质量分布的一个有偏差的示踪剂,而这种偏差通常是未知的。同时约束宇宙学和晕占据统计的最大优点是,这有效地允许宇宙学约束在星系偏差的不确定性上被边缘化。不仅如此,它还产生了对星系-暗物质联系的限制,这一次在宇宙学上被适当地边缘化,这对告知星系形成的理论模型具有重要价值。我们使用的分析晕模型和条件光度函数的组合来描述的星系-暗物质连接,我们用它来模拟的丰度,集群和星系-星系透镜性质的星系人口。我们使用Fisher矩阵分析来衡量这些不同的观测值的互补性,并提出了一些初步的分析结果的基础上的数据从斯隆数字巡天。我们的结果是互补的,并完全符合从7年的数据发布的WMAP任务的结果,加强了真正的“和谐”宇宙学的情况。
2012-04-03 astro-ph.CO
Doppler boosted dust emission and CIB-galaxy cross-correlations: a new probe of cosmology and astrophysics
我们发现了一种新的宇宙学信号,多普勒增强的宇宙红外背景(DB-CIB),产生于星系的特殊运动,其热尘埃发射源的宇宙红外背景(CIB)。这个新的观测是宇宙速度场的独立探测,与著名的运动学Sunyaev-Zel'dovich(kSZ)效应非常相似。有趣的是,DB-CIB不受“kSZ光学深度简并”的影响,使其免受星系形成的复杂天体物理学的影响。我们预测DB-CIB效应在CCAT-Prime和类CIB-like实验的互相关中是可检测的。我们表明,如果没有适当考虑,它还可以作为新的CMB前景,可能会导致未来kSZ交叉相关性的偏差。
2022-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Joint cosmology and mass calibration from tSZ cluster counts and cosmic shear
我们提出了一种新的方法,联合宇宙学参数推断和集群质量校准相结合的弱透镜测量和丰富的热Sunyaev-Zel'dovich(tSZ)选择星系团。我们结合团簇计数与球谐宇宙剪切功率谱和团簇过密度和宇宙剪切之间的互相关。这些相关性限制了星系团质量与可观测关系。我们使用晕模型框架,包括其完整的非高斯协方差模型的观测。预测约束的LSST宇宙剪切和西蒙斯天文台tSZ集群计数相结合的宇宙学和质量校准参数,我们发现集群宇宙学的竞争性约束,与两个因素的改善相比,LSST宇宙剪切的暗能量品质因数。我们发现大部分的质量校准信息将在大尺度和中等尺度的星系团过密度和宇宙剪切之间的互相关。最后,我们发现广泛可比的限制,传统的分析的基础上使用堆叠集群透镜测量校准质量,一贯占宇宙剪切的相关性的好处。
2020-05-29 astro-ph.CO
Simultaneous Constraints on Cosmology and Photometric Redshift Bias from Weak Lensing and Galaxy Clustering
我们调查预期的宇宙学约束的弱透镜和大规模星系团的组合,使用现实的红移分布。在弱透镜红移分布(红移为0.05)中引入系统偏差会在恢复的物质功率谱振幅和暗能量状态方程中产生$>2σ$偏差,用于初步的第三阶段调查。我们证明,如果我们假设星系团样本的高质量红移信息,则可以通过边缘化假设的弱透镜红移分布中的未知偏差来在很大程度上消除这些宇宙学误差。此外,宇宙学的约束力大部分保留,尽管删除了许多关于弱透镜红移分布偏差的信息。我们表明,这来自宇宙剪切和星系团之间的相互关联剪切和星系数密度的组合互补简并方向。最后,我们研究如何执行自校准时,假设的分布不同于真实分布的一个简单的均匀偏置。我们发现,这种自校准方法的有效性将取决于一个给定的实验的细节和性质的不确定性估计的红移分布。
2016-07-26 astro-ph.CO
Probing Cosmology and Galaxy Cluster Structure with the Sunyaev-Zel'dovich Decrement vs. X-ray Temperature Scaling Relation
星系团可观测量之间的标度关系将在未来的大规模星系团样本中得到,它不仅可以用来约束星系团的结构,而且可以用来约束宇宙学。我们研究了这种方法的实用性,采用一个物理驱动的参数模型来描述集群结构,并将其应用到Sunyaev-Zel'dovich减量(S_v)和发射加权X射线温度(T_ew)之间的预期关系。熵分布的斜率和归一化,浓度的暗物质潜力,在维里半径的压力,和非热压力支持的水平,以及这些量的质量和红移依赖性描述的自由参数。通过选择合适的基准参数值,集群模型满足几个现有的观测约束。我们采用Fisher矩阵方法,从S_v vs的测量值估计宇宙学和团簇结构参数的联合误差。T_ew在未来的调查。我们发现不同的宇宙学参数对标度关系的影响是不同的:主要通过重子分数(Ω_m和Ω_b)、维里过密度(w_0和w_a)和角直径距离(w_0和w_a; Ω_DE和h)。我们发现,宇宙学的限制,从标度关系是可比的预期从相同的集群的数量计数(dN/dz)。标度关系的方法是相对不敏感的选择效应,它提供了一个有价值的一致性检查,结合信息的标度关系和dN/dz也是有用的,打破参数简并,并帮助解开从宇宙学的集群物理。
2009-08-14 astro-ph.CO
Galaxy Mergers in a Fractal Cosmology
本文研究星系并合对抛物线型LTB分形宇宙学演化的影响,通过引入并合率幂律修正分形计数分布,数值解表明该模型在特定分形维数和并合率指数下与观测一致,成功将并合纳入宇宙学动力学。
2025-04-13 astro-ph.CO gr-qc
Optical Cluster Cosmology with SDSS redMaPPer clusters and HSC-Y3 lensing measurements
本研究利用SDSS redMaPPer星系团目录与HSC第三年形状目录,对星系团丰度、投影成团性和弱透镜效应进行盲式联合分析,通过包含投影效应和重子反馈系统误差的前向模型,在平坦ΛCDM框架下得到S₈=0.816⁺⁰·⁰⁴¹₋₀·₀₃₉,与Planck等宇宙学结果一致。
2023-09-22 astro-ph.CO
Impact of the calibration of the Halo Mass Function on galaxy cluster number count cosmology
晕质量函数(HMF)是星系团星表宇宙学分析中的一个关键要素。我们量化的HMF参数的不确定性对宇宙学约束的影响,从集群目录类似的普朗克,那些预期从欧几里得,罗马和鲁宾调查,并从一个假设的更大的未来调查。我们分析模拟目录在每种情况下,逐步松动先验的HMF参数,以评估宇宙学约束的退化。虽然目前HMF参数的不确定性并没有实质性影响普朗克类调查,我们发现,它们可以显着降低宇宙学约束的欧几里得类调查。因此,目前HMF的精度将不足以用于欧几里得(或罗马或鲁宾)和可能的更大的调查。未来的实验将不得不适当地考虑HMF参数的不确定性,并且有必要提高HMF拟合的精度,以避免削弱对宇宙学参数的约束。
2021-01-08 astro-ph.CO
Cosmology with Void-Galaxy Correlations
星系偏置,即星系团与暗物质密度场之间的未知关系,是从大尺度结构进行宇宙学推断的主要障碍。虽然传统的分析集中在星系调查绘制的高密度区域的绝对聚类幅度,我们提出了一个相对的测量,比较那些欠密集的地区,宇宙空洞。现实的模拟目录的基础上,我们证明,互相关的星系和空隙打开了校准星系的偏见和定义一个静态的统治者由于可观察到的几何性质的空隙的可能性。我们说明了如何集群的空隙是与质量补偿,并表明体积排除显着降低了随机性的程度,在其空间分布。提取球形平均分布的星系内部的空隙从他们的交叉相关揭示了一个显着的一致性与质量密度分布的空隙。
2014-01-30 astro-ph.CO gr-qc
The cosmological dependence of halo and galaxy assembly bias
漂移集理论的主要预测之一是,暗物质晕的聚集只取决于晕质量。然而,长期以来人们已经确定,晕的聚集还取决于其他属性,包括形成时间,浓度和自旋;这种效应通常被称为晕组装偏差。我们使用一套重力模拟研究晕组装偏差对宇宙学的依赖性;这些模拟涵盖了跨越10个$σ$的宇宙学参数,包括$Λ$ CDM范式的标准扩展,如中微子质量和动态暗能量。我们发现,在所有的宇宙学研究的浓度和自旋选择的晕,晕组装偏差的强度呈现小于0.05德克斯的变化,让我们得出结论,晕组装偏差对宇宙学的依赖是可以忽略不计的。然后,我们研究的依赖星系组装偏差(即晕组装偏差在星系聚类的表现)对宇宙学使用subhalo丰度匹配。我们发现,星系组装的偏差也提出了很小的依赖宇宙学($\sim$ 2 $\%$ -4 $\%$的总集群),另一方面,我们发现,这个信号的依赖性上的星系形成参数,我们的星系模型要强得多。综上所述,这些结果让我们得出结论,晕和星系组装偏差对宇宙学的依赖几乎可以忽略不计。
2021-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mass function of galaxy clusters in relativistic inhomogeneous cosmology
目前的宇宙学模型($Λ$ CDM)与基本的FLRW度规依赖于局部各向同性的假设,因此宇宙的均匀性。当人们试图从广义相对论的第一原理证明这个模型是宇宙的平均描述时,困难就出现了,因为一般来说,从平均度规建立的爱因斯坦张量不等于平均应力-能量张量。在这种背景下,这些量之间的差异被称为“宇宙学反作用”,并且已经成为宇宙学家和相对论者之间科学辩论的主题超过$20$年。本文提出了解决这个问题的一种方法,即对爱因斯坦方程的标量部分进行平均,并将其应用于星系团的宇宙学质量函数。
2017-03-12 astro-ph.CO gr-qc